Kategorie: Ketten und Ritzel

Das Härten von Kettenrädern ist notwendig, da einige Bauteile (einschließlich Kettenräder) im Betrieb unter wechselnden Belastungen wie Torsion und Biegung sowie Stoßbelastungen an ihrer Oberfläche höheren Spannungen ausgesetzt sind als im Kern. Bei reibungsinduzierten Anwendungen verschleißt die Oberflächenschicht kontinuierlich, weshalb für einige Bauteile hohe Festigkeit, Härte, Verschleißfestigkeit und Dauerfestigkeit erforderlich sind. Nur die Oberflächenhärtung kann diese Anforderungen erfüllen. Aufgrund ihrer Vorteile – minimale Verformung und hohe Produktivität – wird die Oberflächenhärtung in der Fertigung häufig eingesetzt. Ziel der Kettenradhärtung ist die Umwandlung von unterkühltem Austenit in Martensit oder Bainit, wodurch ein martensitisches oder bainitisches Gefüge entsteht. Dieses wird anschließend mit Anlassen bei verschiedenen Temperaturen kombiniert, um die Festigkeit, Härte, Verschleißfestigkeit, Dauerfestigkeit und Zähigkeit des Stahls deutlich zu verbessern und so die vielfältigen Anforderungen verschiedener Maschinenteile und Werkzeuge zu erfüllen. Das Härteprinzip besteht darin, das Werkstück in einen Induktor aus hohlem Kupferrohr einzulegen…

Mittelfrequenzhärtung: Die gehärtete Schicht ist relativ tief (3–5 mm) und eignet sich für Bauteile, die Torsions- und Druckbelastungen ausgesetzt sind, wie z. B. Kurbelwellen, große Zahnräder und Spindeln von Schleifmaschinen (verwendete Werkstoffe: 45#-Stahl, 40Cr, 9Mn2V und Sphäroguss). Hochfrequenzhärtung härtet die Oberflächenschicht in kurzer Zeit. Die Kristallstruktur ist sehr fein. Die Strukturverformung ist gering. Die Oberflächenspannung bei der Mittelfrequenzhärtung ist geringer als bei der Hochfrequenzhärtung. 50 Hz werden als Netzfrequenz bezeichnet, mit einer Härtetiefe von 5–10 mm. 1000–10000 Hz werden als Mittelfrequenz bezeichnet. Hochfrequenz- und Mittelfrequenzhärtung basieren auf demselben Prinzip, daher gibt es bestimmte Kriterien für die Auswahl von Mittelfrequenzhärtungsanlagen. Hochfrequenzhärten: Die gehärtete Schicht ist flach (1,5–2 mm), weist eine hohe Härte auf, das Werkstück oxidiert nicht leicht, verformt sich nur geringfügig, die Härtequalität ist gut und die Produktionseffizienz hoch. Es eignet sich für Teile, die Reibungsbedingungen ausgesetzt sind, wie z. B. kleinere Zahnräder und Wellen (verwendete Werkstoffe sind Stahl 45# und 40Cr). Frequenzen über 10.000 Hz werden als Hochfrequenzhärten bezeichnet. Hochfrequenzhärten wird am häufigsten angewendet…

Die Auswahl des Antriebsritzels sollte auf wissenschaftlichen Berechnungen der Kettengeschwindigkeit (entsprechend dem Übersetzungsverhältnis des Ritzels), der Kettenspannung bzw. Hubkraft (entsprechend dem Werkstückgewicht und der Anzahl der Kettenreihen), der Spannmethode (entsprechend der Kettenlänge), der Schutzabdeckung (zum Schutz im Betrieb) sowie der Montage und Demontage (einfache Reparatur oder Austausch für den Kunden) basieren. Hinweis: (1) Bei Kettenantrieben gilt: Je größer die Teilung P, desto größer sind Größe, Gewicht und Tragfähigkeit der Kette. Allerdings verstärkt sich mit zunehmender Teilung P auch der Polygonlauf der Kette, wodurch Stöße, Vibrationen und Geräusche stärker entstehen. (2) Die Anzahl der Zähne des Kettenritzels beeinflusst die Laufruhe und Lebensdauer des Kettenantriebs. Je weniger Zähne das Kettenritzel hat, desto ungleichmäßiger ist die Laufgeschwindigkeit und desto höher ist die Belastung. Ist die Anzahl der Zähne kleiner Kettenräder zu groß, erhöhen sich Profilgröße und Gewicht, was leicht zu Zahnsprüngen und Kettenabspringen führen kann. Zudem beeinflusst die Kettengeschwindigkeit die Laufruhe und Lebensdauer des Antriebs. Je höher die Kettengeschwindigkeit, desto ausgeprägter der Polygon-Effekt und desto größer die damit verbundene dynamische Belastung.

Kettenradkonstruktion und -bearbeitung 1. Kettenradkonstruktion: Für Standardketten mit Teilungen von 12,7–38,1 mm verwenden Hersteller Standard-Wälzfräser zur Kettenradfertigung auf Wälzfräsmaschinen. Bei der Bearbeitung müssen Anwender lediglich die Zähnezahl, die Teilung und den Rollendurchmesser angeben. Die Kettenradkonstruktion erfolgt nach GB1244-85. Für nicht standardmäßige Kettenräder sind basierend auf den vom Anwender bereitgestellten Daten folgende Berechnungen erforderlich: Teilkreisdurchmesser: d_Punkt = P/sin180°/Z = P·K, P = Teilung, K = Zähnezahlkoeffizient (siehe Tabelle). Zahnflankenradius: Rmin = 0,505d, d = Rollendurchmesser. Eingriffswinkel: Qmin = 120° - 90/2; Qmax = 140° - 90/2. Üblicherweise wird Qmax gewählt. Zahnflankenradius: Rmin = 0,008d; (Z·Z+180); Remax = 0,12 (Z·Z+2). Im Allgemeinen wird Remax gewählt. Zahnflächenradius…

Kettenräder sind in unserem Alltag unverzichtbar, doch wie gut kennen wir sie wirklich? Betrachten wir ihre Funktionsweise genauer. Zunächst zur Materialwahl: Verschiedene Kettenräder, ob groß oder klein, werden aus hochwertigem Baustahl im Stanzverfahren hergestellt. Zweitens zur Bearbeitungstechnologie: Hierbei kommt in der Regel eine moderne Frästechnik zum Einsatz, die für eine präzisere Zahnform sorgt. Nach der Bearbeitung wird das Kettenrad wärmebehandelt. Dadurch verändert sich seine Molekularstruktur, was die mechanischen Eigenschaften deutlich verbessert. Die Zahnhärte erreicht 68–72 HRA oder mehr, wodurch die Verschleißfestigkeit des Kettenrads erheblich gesteigert wird. Anschließend wird die Oberfläche pulverbeschichtet und galvanisiert. Durch die Kombination von Bearbeitung, Wärmebehandlung und Oberflächenbehandlung wird das Kettenrad robuster und langlebiger.

1) Vollständiges Härten und Anlassen, induktives Härten der Zahnnutoberfläche und Anlassen; 2) Oberflächenaufkohlen, Härten oder Anlassen. Nicht-Stahl-Kettenräder und einige Sonderkettenräder erfordern andere Materialbehandlungsverfahren. Gängige Kettenradmaterialien und Anforderungen an die Wärmebehandlung richten sich nach den Kundenanforderungen. Beispielsweise sollten Kettenräder aus Stahl 15 oder 20 mit kleinen Zahnrohlingen und maximal 25 Zähnen, die Stoßbelastungen ausgesetzt sind, aufgekohlt, gehärtet und angelassen werden, um eine Zahnoberflächenhärte von 85,7 HB15N bis 90,6 HB15N zu erreichen. Bei größeren Kettenrädern aus Q235 oder Q275 für Anwendungen mit niedriger Drehzahl und geringer Leistung sollte geschweißt und anschließend geglüht werden, um eine Zahnoberflächenhärte von 140 HBS zu erzielen.

Im Allgemeinen sollten Sie zunächst den Rollendurchmesser und den Einbauabstand bestimmen und anschließend das Drehmoment anhand der Ladungsabmessungen festlegen. 1. Wählen Sie den Getriebemotor und legen Sie Parameter wie Drehmoment, Drehzahl und Untersetzungsverhältnis fest. Verwenden Sie für Antriebs- und Abtriebsräder denselben Motor, der die gesamte Untersetzung übernimmt. 2. Wählen Sie die Kettenspezifikation anhand der Last und der Kettengeschwindigkeit. 3. Wählen Sie die Kettenradgröße anhand der Position des Kettenradmotors und berücksichtigen Sie dabei Faktoren wie Kettenspezifikation, Bauraum und Kettenradumschlingungswinkel. Im Allgemeinen sind 17–21 Zähne ausreichend. Weniger Zähne führen zu einem kleineren Kettenrad, was aufgrund des Polygon-Effekts zu einer instabilen Kraftübertragung führen kann, und mehr Zähne benötigen mehr Platz. 4. Wählen Sie die Kettenradwelle und die Befestigungsmethode. Üblicherweise werden Passung, Flachkeilverbindung und Stellschraube verwendet. 5. Erstellen Sie eine Konstruktionszeichnung und suchen Sie einen Hersteller für die Fertigung. Beachten Sie die Angaben im Konstruktionshandbuch zu Materialien und Oberflächenbehandlung. Alternativ können Sie ein ähnliches Produkt im Handel erwerben; Kettenantriebe bieten eine hohe Fehlertoleranz.

Häufige Ketten- und Ritzelfehler und deren Behebung: 1. Kettenschwingungen an der Kettenspitze werden durch eine lockere Kette, Überlastung oder ein oder mehrere unflexible Kettenglieder verursacht. Abhilfe schafft ein Kettenspanner oder ein einstellbarer Achsabstand. Die Last sollte nach Möglichkeit reduziert werden. 2. Die Ketten- und Ritzelspannung hängt vom Durchhang der Kette auf der losen Seite ab. Bei horizontalen und geneigten Antrieben mit einstellbarem Achsabstand sollte der Durchhang auf der losen Seite etwa 2 1/3 des Achsabstands betragen. Bei vertikalen Antrieben oder Antrieben, die Vibrationen ausgesetzt sind, sollte die Kette durch Umkehrung der Fahrtrichtung zusätzlich gespannt werden. 3. Ein schlechter Sitz von Kette und Ritzel kann durch Kettenverschleiß oder Teilungslängung verursacht werden. Werden übersprungene Zähne festgestellt, muss die Kette umgehend ausgetauscht werden. Verschleißte Ritzel sollten ebenfalls ersetzt werden, um die neue Kette nicht zu beschädigen. 4. Die Parallelität der Hinterachse und die Koplanarität der Ritzel sind entscheidend für die Lebensdauer der Kette. Die Kettenleistung hängt maßgeblich von der korrekten Montage der Vorder- und Hinterachse sowie der Kettenräder ab. Die Anforderung lautet: Die Parallelität der Vorder- und Hinterachse sollte innerhalb von 1/… liegen.

(1) Die resultierende Kraft aus radialer Schnittkraft und der beim Schneiden entstehenden radialen Klemmkraftkomponente führt zu einer Verformung des Werkstücks. Dieses vibriert während der Rotation, was die Bearbeitungsgenauigkeit und Oberflächenqualität beeinträchtigt. (2) Bei hohen Drehzahlen des Werkstücks verstärken sich Verformung und Vibration aufgrund der Zentrifugalkraft. (3) Die Verformung des Werkstücks durch sein Eigengewicht verstärkt dessen Eigenschwingungen und beeinträchtigt somit die Bearbeitungsgenauigkeit und Oberflächenqualität. (4) Die Wärmebehandlung von Stahl führt zu Verformungen des Rohlings, was den nachfolgenden Drehprozess erheblich beeinträchtigt. Ein Richten ist erforderlich, was die Bearbeitungskosten erhöht.

Die geeignetsten Anwendungsbereiche für Kettenräder sind: Erstens in Getrieben, wie sie häufig in motorisierten Fahrzeugen und Maschinen zu finden sind. Ihre Hauptanwendung in diesem Bereich ist der Antrieb. Zweitens in anderen geschwindigkeitsabhängigen Anwendungen, wie z. B. in Industriegetrieben und Radantriebssystemen von Fahrzeugen. Fast alle Systeme, die Kettenräder verwenden, benötigen auch verschiedene Zahnradtypen; eine optimale Kombination mehrerer mechanischer Geräte und Komponenten ist notwendig, um die besten Ergebnisse mit Kettenrädern zu erzielen. 1. Vor der Produktion im Kettenradwerk ist die Vorbereitung der Rohmaterialien entscheidend. Rohmaterialien sind von größter Bedeutung; ohne sie ist die Produktion unmöglich. Dies ist ein Punkt, den wir sorgfältig berücksichtigen müssen. Die ordnungsgemäße Lagerung der Rohmaterialien ist ebenfalls unerlässlich, um Verluste zu vermeiden. 2. Sicherheit hat während der Produktion oberste Priorität, insbesondere bei Motorradkettenrädern…

Auswahl der Ölmenge in Getrieben: 1. Verschiedene Länder verfolgen unterschiedliche Ansätze bei der Auswahl der Ölmenge in Getrieben. Empirische Werte, empirische Berechnungsformeln und Formeln für bedingte Berechnungen werden parallel verwendet. Es ist leicht festzustellen, dass unterschiedliche Ölmengenkonzepte für Getriebe unter gleichen Betriebsbedingungen unterschiedliche Ölmengen vorschreiben. Daher variiert auch der Einfluss auf die Schmier- und Kühlleistung des Getriebes (z. B. Verschleißfestigkeit, Lochfraßbeständigkeit, Vibrationen, Geräuschentwicklung und Wirkungsgrad). Bemerkenswert ist, dass unter bestimmten Bedingungen (z. B. bei langsam laufenden, kleinen Getrieben) die von verschiedenen Ölmengenkonzepten vorgegebenen Ölmengen sehr nahe beieinander liegen und die Schmier- und Kühlleistung ebenfalls sehr gut ist. In der Regel können über 90 % der Gesamtwärme von der Zahnoberfläche abgeführt werden. Mit anderen Worten: Die meisten Ölmengenkonzepte erzielen zufriedenstellende Schmier- und Kühlleistungen. 2. Unter anderen Bedingungen (z. B. bei schnell laufenden, großen Getrieben) …